报告的主要内容:
丝杠是一种直线滚动机械零件,也是一种高值、高阻隔、低国产化率的颈部夹紧技术。
根据传动原理的不同,丝杠可分为滑动丝杠(三角形、梯形等)、滚动丝杠(滚珠丝杠、行星滚柱丝杠)等类型。 根据精度性能要求,丝杠可分为低端、中端和高端,对应不同的精度等级,适用于不同的下游场景,广泛应用于具有直线运动功能的机械设备,如压力机械、注塑机、医疗器械、钢铁冶金、机床、机器人等。
丝杠作为设备的基本部件,对设备的性能起着至关重要的作用,经过几十年的发展和迭代,已经构建了较高的进入壁垒,可以概括为材料、设备、工艺经验等。
1)材料是机械零件制备的基础,通常需要特殊钢或其他金属材料进行制备;2)设备决定了机械零件的加工精度和效率,设备与零件之间往往形成反馈关系,由专用设备对零件进行专门加工;3)工艺经验依靠时间和经验的积累,形成长期应用和迭代的闭环。
滚珠丝杠:精密传动的核心部件,具有广泛的下游应用。
滚珠丝杠由丝杠轴、螺母、滚珠等组成,其主要作用是将旋转运动转化为直线运动,或将扭矩转化为轴向重复力,具有精度高、可逆性好、摩擦阻力小、效率高等特点。 影响丝杠性能的主要参数包括公称直径、导程、长度、螺母形式、丝杠精度等,丝杠精度通过任意300mm轴向行程的定位误差来区分。 根据不同设备对精度的不同要求,滚珠丝杠广泛应用于机床、机器人、自动化生产线、航空航天、汽车等领域。
行星滚柱丝杠:重型丝杠,逐渐渗透到多个下游领域,人形机器人打开了未来的想象空间。
行星滚柱丝杠是一种重型、重型、高速丝杠。 与滚珠丝杠相比,性能大大提高:行星滚柱丝杠的载荷传递元件是螺纹滚子,是直线接触,因此具有负载高、抗冲击、体积小、转速高等优点,而缺点是结构复杂,成本高, 所以市场规模很小。从中期来看,行星滚柱丝杠在精密数控机床、重型机械、医疗器械、先进装备、航空航天等领域的渗透率逐步提高; 从长远来看,特斯拉的人形机器人擎天柱使用行星滚柱丝杠作为执行器传动部件,随着工业化的加速,未来有很大的想象空间。
磨削和冷轧两种加工技术,旋风铣有望成为新趋势。
精密滚珠丝杠从加工工艺上可分为磨削和冷轧滚珠丝杠两大类,磨削丝杠经过热处理、车削、磨削等几十道工序后可达到P1级; 冷轧螺杆采用冷加工技术,批量成本低,效率高,但制造精度始终保持在P7级左右。 磨削丝杠的粗加工工艺包括砂轮磨削、硬车削和旋风铣削,其中旋风铣削具有工艺简单、单刀成型、金属去除效率高、散热性好等优点,有望成为未来滚珠丝杠加工的新趋势。
建议关注丝杠、设备、工具环节的优质企业。
1)在丝杠环节,随着新能源汽车+机床+机器人在多个领域的逐步渗透,在国产替代的趋势下,拥有人才、装备、成熟产品的企业具有先发优势,重点经营:贝斯特、恒力液压、鼎智科技、秦川机床、五州新春、恒格达、长盛轴承、杭州新建(未上市);2)装备板块,新产业资本支出居首,重点有:浙江海德曼、华辰装备、日发精密机械;3)作为加工耗材,刀具环节同时受益于丝杠需求的增长。
原因和逻辑
丝杠是一种高价值、高阻隔、低国产化率的卡脖子技术。 丝杠广泛应用于具有直线运动功能的机器设备,如压力机械、注塑机、医疗器械、钢铁冶金、机床、机器人等; 作为设备的基础部件,它对设备的性能起着至关重要的作用,经过几十年的发展和迭代,它已经构建了很高的进入壁垒。 当前,在渗透率+国产化不断提高的趋势下,丝杠、设备、工具等产业链迎来发展机遇。
1)滚珠丝杠的传动效率和精度高,国产化率极低。2)行星滚柱丝杠、重型丝杠,以及多个下游领域的逐步渗透,人形机器人打开了未来的想象空间。3)在装备领域,新兴产业的资本支出居首位,切削刀具作为加工耗材,同时受益于丝杠需求的增长。
这与公众的看法不同
市场认为,丝杠环节壁垒高,国产品牌不具备竞争优势,国产替代进展缓慢。 我。
我们认为,首先,过去由于全球分工,丝杠环节高度依赖海外进口,当前国际形势充满不确定性,丝杠、高端机床、工具等产业链各环节亟待国产替代; 其次,在人形机器人产品中,丝杠是颈部需求最强劲+降本+国产替代最强的环节之一,海外行星滚柱丝杠单价超过万元国内尚无一家厂家实现了高端行星滚柱丝杠的规模化量产,各厂家的产品研发突破+设备突破+样品交付等变化是重要的突破节点,值得高度重视。
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机械设备-机器人产业深度丛书第13期-机器人螺丝:专注产品迭代与国产化,加工设备与工具同步受益-申万宏源[王珂、李磊、刘建伟]-20231201[第33页]。
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